CAPSULA BACTERIANA

CAPSULA BACTERIANA

Las bacterias presentan una estructura fuera de la pared celular que sirven para protegerla, cápsula bacteriana si es rígida (1) o glucocálix si tiene consistencia mucosa(2).

La cápsula bacteriana o glucocálix es una capa que se forma en la parte externa de la pared de la mayoría de las bacterias. Está compuesta por azúcares, protege de la desecación, del ataque de los anticuerpos del hospedador y de la fagocitosis por los góbulos blancos, lo que aumenta la virulencia de las bacterias encapsuladas.

Imagen a microscopía óptica de la cápsula del neumococo (Streptococcus pneumoniae

Las cápsulas tienen un papel en la adherencia, virulencia, protección, aseguramiento de nutrientes y reconocimiento célula-célula. Las cápsulas varían en grosor y pueden fácilmente representar 2 veces el volumen del organismo. En una tinción de cápsula, el fondo se tiñe de azul grisáceo y las células se tiñen en rojo. La cápsula no esta teñida y aparece como una halo alrededor de la célula

PROPIEDADES PARTICULARES

Entre las propiedades conferidas por las cápsulas a algunas bacterias tenemos:

1) Como receptores para ciertos bacteriófagos.

2) En las bacterias tropicales fijadoras de N2 atmosférico, de los géneros Derxia y Beijerinckia la gruesa y espesa cápsula actúa como barrera frente a la difusión de O2, con lo cual evitan la inactivación de la enzima nitrogenasa.

3) En Rhizobium (fijador de N2 en simbiosis con las raíces de leguminosas) el polisacárido extracelular actúa en la fase de reconocimiento entre la bacteria y la planta específica, a través de lectinas de esta última.

4) En Acetobacter xylinum la cápsula es a base de fibrillas de celulosa que retienen burbujas de aire, lo cual hace que la bacteria flote hasta su nivel adecuado.

OTRAS PROPIEDADES

1) Mejora en las propiedades de difusión de nutrientes hacia la célula. Los polisacáridos extracelulares aniónicos funcionan como una resina de intercambio.

2) Protección contra la desecación

3) Protección contra la predación por parte de protozoos.

4) Protección contra agentes antibacterianos:

a) contra metales pesados

b) contra bacteriófagos

c) contra células fagocíticas (p. ej., la cápsula del neumococo)

d) contra detergentes

e) contra anticuerpos

5) Adhesión a sustratos:

a) sobre sustratos inertes: propiedad importante, sobre todo en medios acuáticos. La mayoría de las bacterias acuáticas no son planctónicas, sino que viven en interfases (superficies, sedimentos), donde los nutrientes difunden mejor. Veamos cómo se produce el proceso:

i) la bacteria se adhiere por la cápsula al sustrato;

ii) la cápsula supone un aumento de superficie bacteriana, lo que se traduce en una mejora en la capacidad de absorber nutrientes;

iii) la bacteria se multiplica, formándose una microcolonia donde los individuos están más protegidos frente a los agentes antibacterianos;

iv) se forman consorcios con otros microorganismos. Ello permite una “alianza” o colaboración metabólica entre distintas especies, por la que se produce la degradación concertada de sustratos insolubles.

Esta propiedad tiene una serie de importantes secuelas económicas:

• corrosión y obstrucción de cañerías;

• formación de placa dental y caries;

• formación de biopelículas en catéteres y prótesis quirúrgicas

b) sobre sustratos vivos (tejidos de organismos superiores):

i) En sistemas “normales” (efectos benéficos): La flora (= microbiota) autóctona que coloniza los epitelios de los animales superiores está englobada en glucocálix, estando las bacterias adheridas a la superficie tisular. Es decir, las cápsulas pueden actuar como adhesinas (moléculas para la adhesión). Otro ejemplo de ello lo da la microflora autóctona de la simbiosis del rumen

ii) En sistemas patológicos: La cápsula es uno de los factores de virulencia, de los que depende el inicio de muchas infecciones por parte de bacterias patógenas. Si, además, la flora autóctona del individuo afectado está alterada o disminuida, esto supone un nicho ecológico vacío o perturbado, que puede ser colonizado por bacterias patógenas, en parte gracias a su glucocálix, que además las protege frente a surfactantes, células fagocíticas, anticuerpos, etc. Muchas cápsulas polisacarídicas no son reconocidas como material extraño por el sistema inmune, debido a que su estructura “mimetiza” estructuras del propio hospedador. Otras cápsulas sobrapasan la capacidad de respuesta del sistema inmune, o bien no activan eficientemente al sistema complemento

COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ESTRUCTURA

En general, el material capsular se compone de macromoléculas asimétricas que, en muchos casos constan de una serie de unidades repetitivas: polisacáridos o polipéptidos.

1) cápsulas polisacarídicas

a) Heteropolisacáridos aniónicos, cuyas unidades repetitivas constan de azúcares (osas), aminoazúcares, ácidos urónicos, polioles (en muchos casos con radicales fosfato, formiato, succinato, etc.).

b) Homopolisacáridos neutros, como

i) levanos (polímeros de unidades de fructosa unidas por (2 à6)

ii) dextranos

iii) celulosa

c) alginatos (p. ej., en Azotobacter, Pseudomonas), consistentes en una alternancia de distintos tipos de ácidos urónicos.

2) cápsulas polipeptídicas (sólo encontradas en el género Bacillus). Están formadas por glutamil-polipéptidos.

...